内容正文:
自行车里的数学
人教版小学数学 · 六年级下册
探索生活中的数学奥秘 · 实践与综合应用
道县西洲芙蓉学校 何雯玉
1.7.2013
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情景导入:猜个谜语吧!
“一匹马儿真正好,
没有尾巴没有脚,
不喝水来不吃草,
骑上它就满街跑。”
(打一交通工具)
1.7.2013
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车把
前轮
后轮
前齿轮
后齿轮
链条
脚踏
车座
1、认识自行车各相关部件
探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
1.7.2013
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
2、观察自行车的运动情况,想一想:自行车的运动原理是怎样的?
自行车工作原理:
脚踏板→前齿轮→链条→后齿轮→后轮→前轮
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
3、用什么方法测量自行车蹬一圈能走多远呢?
你有什么好方法?
请分组讨论,列出你们想到的方案...
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
方法一 直接测量法
“蹬一圈”的力度与角度难以控制,很难保证车轮刚好完整滚动一圈。地面测量时容易受地形影响,读数也容易产生较大的人为误差。
操作方法:在自行车车轮做一个明显标记,让车轮在地面沿直线滚动一圈。测量地面上标记起点与终点之间的距离,即为自行车蹬一圈行驶的路程。
思考:既然直接测量误差大,能否利用数学知识,计算出蹬一圈自行车走多远?
1.7.2013
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
方法二 计算法
自行车行进的距离,取决于车轮转了多少圈以及每圈能走多远。
蹬一圈距离 = 车轮周长 × 车轮转动圈数
= 车轮周长 × 后齿轮转动圈数
后齿轮与车轮是同轴固定的,所以它们转动的圈数是完全一样的。
车轮转动圈数 = 后齿轮转动圈数
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
想一想
1. 前齿轮转动 1 个齿,后齿轮转动几个齿?
2. 如果前齿轮转动 2 个齿呢?5 个齿呢? 10 个齿呢?
3. 你发现了什么规律?
1.7.2013
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
发现
1、前齿轮转动几个齿,后齿轮就转动几个齿。
2、前齿轮转动一圈的长度就是链条走过的长度,后齿轮也要转动同样的长度。
3、前齿轮齿数×前齿轮转动圈数=
后齿轮齿数×后齿轮转动圈数。
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探究问题一:普通自行车蹬一圈,能走多远?
自行车蹬一圈走的路程=车轮周长×后齿轮转动圈数
后齿轮转动圈数=
前齿轮齿数×前齿轮转动圈数=后齿轮齿数×后齿轮转动圈数。
齿轮比
前齿轮转动一圈时,后齿轮转动的圈数怎样表示?
前齿轮齿数
后齿轮齿数
后齿轮转动圈数
1
=车轮周长×
1.7.2013
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拓展延伸:探究蹬2圈及以上的情况
因为前齿轮转一圈的齿数和后齿轮转过的齿数同样多,所以,如果前齿轮转 2 圈、 3 圈、 4 圈……前齿轮转过的齿数和后齿轮转过的齿数同样多。
如果前齿轮转 2 圈、 3 圈、 4 圈……你能发现后齿轮的齿数、转动圈数与前齿轮的齿数、转动圈数有什么关系吗?
前齿轮齿数×前齿轮转动圈数=后齿轮齿数×后齿轮转动圈数。
=
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
普通自行车
变速自行车
通常只有1种速度
结构简单,齿轮比固定,骑行体验单一
通过改变前、后齿轮组合
来改变骑行速度,适应多种路况
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
我有2各前齿轮,6个后齿轮。
我的前齿轮分别有48、40个 齿,后齿轮分别有28、24、20、18、16、14个齿。
可以组合出多少种不同的速度?
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
后齿轮齿数 前齿轮齿数
48 40
28
24
20
18
16
14
可以组合出 11 种 不同的速度。
12:7
10:7
2:1
5:3
12:5
2:1
8:3
20:9
3:1
5:2
20:7
24:7
=
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
后齿轮齿数 前齿轮齿数
48 40
28 12:7 10:7
24 2:1 5:3
20 12:5 2:1
18 8:3 20:9
16 3:1 5:2
14 24:7 20:7
1. 观察表格中的“最简比值”,哪种组合的齿轮比最大?哪种最小?
前齿轮齿数48,后齿轮齿数14组合的齿轮比最大。
前齿轮齿数40,后齿轮齿数28组合的齿轮比最小。
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
后齿轮齿数 前齿轮齿数
48 40
28 12:7 10:7
24 2:1 5:3
20 12:5 2:1
18 8:3 20:9
16 3:1 5:2
14 24:7 20:7
2. 如果我们蹬同样的圈数,哪一种齿轮组合能让自行车跑得最远?为什么?
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
同一辆自行车车轮周长一定,前齿轮齿数越多,后齿轮齿数越少,齿轮比比值越大,后轮转动圈数越多,自行车走得越远。因此,蹬同样的圈数,前齿轮齿数越多,后齿轮齿数越少的齿轮组合使自行车走得最远。
自行车蹬一圈走的路程=车轮周长×
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
后齿轮齿数 前齿轮齿数
48 40
28 12:7 10:7
24 2:1 5:3
20 12:5 2:1
18 8:3 20:9
16 3:1 5:2
14 24:7 20:7
2. 如果我们蹬同样的圈数,哪一种齿轮组合能让自行车跑得最远?为什么?
蹬同样多的圈数,使用前齿轮齿数48,后齿轮齿数14的组合,自行车走得最远。
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
后齿轮齿数 前齿轮齿数
48 40
28 12:7 10:7
24 2:1 5:3
20 12:5 2:1
18 8:3 20:9
16 3:1 5:2
14 24:7 20:7
3. 哪种组合骑车最省力?你在爬坡时会选择哪种?
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
01. 追求速度 · 平路冲刺
齿轮比的比值越大:每蹬一圈,车轮转动圈数越多,车子行进的距离就越远,但腿部发力需要更重,更费力。
🏁 适用场景:平坦柏油路面、终点线前冲刺
02. 节省体力 · 爬坡挑战
齿轮比的比值越小:每蹬一圈,车轮转动圈数越少,车子行进距离短,但传动更轻松,能有效节省腿部力量。
⛰️ 适用场景:陡峭山坡、长距离上坡、体力不支时
1.7.2013
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探究问题二:探究变速自行车能变化出多少种速度
后齿轮齿数 前齿轮齿数
48 40
28 12:7 10:7
24 2:1 5:3
20 12:5 2:1
18 8:3 20:9
16 3:1 5:2
14 24:7 20:7
3. 哪种组合骑车最省力?你在爬坡时会选择哪种?
齿轮比越小越省力,使用前齿轮齿数40,后齿轮齿数28的组合最省力。爬坡需要节省力气,应选用前齿轮齿数40,后齿轮齿数28的组合。
1.7.2013
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挑战自我:巩固练习
1、明明的自行车齿轮齿数是42,后齿轮齿数是14,车轮的半径是35cm,蹬一圈能走多远?
蹬一圈路程:219.8×3=659.4cm =6.594m
车轮周长:3.14×35×2=219.8cm
后轮转动圈数:42÷14=3(圈)
答:蹬一圈能走6.594m。
自行车蹬一圈走的路程=车轮周长×
1.7.2013
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挑战自我:巩固练习
2、小明家距离学校约为5652米。他骑的自行车前齿轮有 42个齿,后齿轮有14个齿,车轮直径为60cm。从家到学校,他大约要蹬多少圈?
车轮周长:3.14×60=188.4cm
后轮转动圈数:42÷14=3(圈)
蹬一圈路程:188.4×3=565.2cm=5.652m
圈数:5652÷5.652=1000(圈)
答:从家到学校,他大约要蹬1000圈。
1.7.2013
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挑战自我:巩固练习
( )
( )
( )
3. 这辆变速自行车,有 2 个前齿轮和 4 个后齿轮。下列情况用哪两个齿轮配合更合适?
前齿轮齿数:45、30
后齿轮齿数:25、20、18、15
1.7.2013
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挑战自我:巩固练习
( )
( )
( )
3. 这辆变速自行车,有 2 个前齿轮和 4 个后齿轮。下列情况用哪两个齿轮配合更合适?
前齿轮齿数:45、30
后齿轮齿数:25、20、18、15
要省力 ,前后齿轮的齿数的比值要最小。
速度要快,前后齿轮的齿数的比值要最大。
没有要求
1.7.2013
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挑战自我:巩固练习
( )
( )
( )
3. 这辆变速自行车,有 2 个前齿轮和 4 个后齿轮。下列情况用哪两个齿轮配合更合适?
前齿轮齿数:45、30
后齿轮齿数:25、20、18、15
前30,后25
前45,后15
任意组合
1.7.2013
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课堂总结
1、自行车蹬一圈走的路程=车轮周长×
2、变速自行车变化出不同速度的种数=前齿轮的个数×后齿轮的个数。(相同速度只算一种)
3、变速自行车行驶时,前齿轮齿数越多,后齿轮齿数越少,即比值越大,蹬同样的圈数,这辆自行车走得越远。
1.7.2013
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课后作业
1、动手测量:请记录家里自行车的前齿轮齿数、后齿轮齿数和车轮直径,利用今天学到的公式,计算出“蹬一圈”自行车实际能行进的距离。
2、小小设计师:假设你是设计师,请分别为“职业公路赛车手”和“城市日常通勤者”设计一套齿轮比方案,并简要说明你的设计理由。
1.7.2013
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数学源于生活,用于生活
谢谢大家!
1.7.2013
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